切削碳钢时切削条件对积屑瘤的影响

采用快速落刀法,采得一些切削条件下形成的切屑根部,并制成显微金相磨片。从显微金相磨片测量积屑瘤的高度、伸出量、前角、底面长度和钝圆半径。从而获得了:切削速度、切削厚度、切削宽度和刀具前角对积屑瘤影响的规律。作者指出这些切削条件是通过切削温度来影响积肩瘤的高度和伸出量的。还测出了:对应于积屑瘤最大高度和最大伸出量的切削温度是280～295℃,对应于积屑瘤消失的切削温度是500℃及以上。作者认为切削温度对积屑瘤起怍用的原因在于切削温度与被切材料的强度和硬度有依随关系。     

精密切削时的积屑瘤、鳞刺与加工表面光洁度

本文根据用高速钢刀具对钢料和铝合金进行薄切削时的大量试验结果,论述了精密切削时切削速度与切削温度对积屑瘤高度和稳定性的影响、积屑瘤高度与加工光洁度的关系以及精密切削时鳞刺的高度、发生频率、密度等问题.     

积屑瘤与鳞刺

通过试验研究了切削硅铝合金时切削速度和切削温度对积屑瘤的影响，发现积屑瘤的峰值温度在工件材料的再结晶起始温度附近的一个小范围里，根据变形强化后的金属的机械性能随加热温度的不同而变化的规律，对积屑瘤随切削温度的改变而变化的原因进行了解释。通过用扫描电镜直接观察微切削过程，首次拍摄到了一个鳞刺形成全过程的照片，证实了没有积屑瘤时也可以形成鳞刺。     

积屑瘤与鳞刺

通过试验研究了切削硅铝合金时切削速度和切削温度对积屑瘤的影响，发现积屑瘤的峰值温度在工件材料的再结晶起始温度附近的一个小范围里。根据变形强化后的金属的机械性能随加热温度的不同而变化的规律，对积屑瘤随切削温度的改变而变化的原因进行了解释。通过用扫描电镜直接观察微切削过程，首次拍摄到了一个鳞刺形成全过程的照片，证实了没有积屑瘤时也可以形成鳞刺。     

犁沟,鳞刺,积屑瘤及它们之间的关系

本文的实验结果说明了已加工表面上的犁沟是积屑瘤前端切出来的,犁沟的横截面廓形能在150～310mm或更长的切削路程上保持不变。实验结果还说明积屑瘤比鳞刺稳定100倍以上。本文作者对鳞刺形成作了实验观察,发现节状切屑、积屑瘤和切削刃钝圆均能导致鳞刺的形成;并认为这三种原因导致的鳞刺的形成的过程和机理在本质上也是相同的;节状切屑、积屑瘤和切削刃钝圆之所以能导致鳞刺,完全是由于在它们的前方都能形成层积金属。     

车削不锈钢时切削条件对积屑瘤和切削温度的影响

本文采用快速落刀法、同时辅以测温试验以获得在自由直角切削情况下的若干切屑根部并做成显微金相磨片。用金属显微镜或从金相磨片的照片上测出积屑瘤的高度、底面长度和积屑瘤前角等参数从而定量分析了车削不锈钢时,切削速度、切削厚度和刀具前角对积屑瘤、切削温度的影响。本文根据实验结果指出了用W18Cr4V高速钢刀具加工1Cr18Ni9Ti不锈钢时,形成积屑瘤的速度范围为V=2～27米/分(当a_c=0.067～0.17mm时)。同时还测出对应于积屑瘤消失时的切削温度为500～520℃,而对应于积屑瘤高度达最大值时的切削温度为300℃左右。并指出加工奥氏体不锈钢时,当刀具前角γ_o>30°时不形成积屑瘤。本实验利用自然热电偶法配合光线示波器动态记录了各种切削条件下切削温度的变化。并用回归分析法整理出用高速钢刀具自由干切削1Cr18NiSTi钢时计算切削温度的指数公式。     

应用测力—落刀装置对积屑瘤、鳞刺的研究

本文研制了一种测力—落刀装置,对积屑瘤和鳞剌的某些问题进行了试验研究。结果表明:在积屑瘤存在的区域内,由于刀具实际前角的增加,以及切屑与积屑瘤的接触长度小于自然接触长度,从而导致了切削力的降低。积屑瘤不是整体稳定不变的,也不是高频地整体脱落后再重新生长。而是基体比较稳定,头部产生高频的分裂、成长,其分裂的部分留在工件表面成为鳞剌,同时,引起了切削力的较大波动。切削力动态分量越大,相应的鳞剌高度越高。     

自由车削中碳钢时切削条件对鳞刺高度的影响

本文简要地论述了前人有关鳞刺问题的见解及研究工作。介绍了用自由车削方法研究切削中碳钢时切削条件对鳞刺高度影响的规律。研究内容有:切创速度对鳞刺高度的影响;切创厚度对鳞刺高度的影响;切创宽度对鳞刺高度的影响;刀具前角对鳞刺高度的影响;刀具后角对鳞刺高度的影响;刀具刃倾角对鳞刺高度的影响;工件材料热处理对鳞刺高度的影响;切削液对鳞刺高度的影响。文中简单介绍了用双管显微镜测量鳞刺高度的简便方法,它与常用于测量不平度高度的方法有所不同。还介绍了氯化油作切削液的优良效果及它的生产考验的结果。最后指出本课题的研究结果在生产中应用的可能性及应注意的地方。     

试论切削过程中积屑瘤的稳定性

本文对有关积屑瘤稳定性的各种学说进行了剖析,通过试验研究与观察分析,得到如下初步认识: 1.积屑瘤是一种动态结构。切削大部分钢材,形成鼻形积屑瘤的情况下,积屑瘤的头部与金属本体间并不存在明显的分界。鳞剌的形成与积屑瘤密切相关,但鳞刺并非是积屑瘤大块撕离或脱落的碎片。 2.积屑瘤的存在具有一定的必然性,但其外形尺寸却具有一定的随机性。积屑瘤的基本部分保持着相对的稳定性,而其头部则因切削过程的动态特性而处于不稳定状态。 3.根据对积屑瘤稳定性规律的认识,就可按照实际需要,改变切削条件,达到控制积屑瘤的稳定性,使之有利于切削过程的改善与切削功效的提高。     

论积屑瘤在切削过程中的稳定性

积屑瘤在切削过程中有很强烈的作用。但是,这种作用持续的程度决定了积屑瘤的稳定性。过去文献多认为积屑瘤是高频地(每秒钟几十次以上)生灭的。本文作者由于研究鳞刺的结果,对这种说法产生了怀疑。最近对这个问题作了实验研究。结果说明积屑瘤在切削过程中是相当稳定的。既不高频地生灭,也不高频地部分地破坏和长大。本文论述了研究本课题的意义,对过去某些有关学说作了分析,叙述了实验方法和实验结果。最后还利用研究结果解释生产上某些有关积屑瘤的现象。     

论积屑瘤对加工精度的影响

在精切削加工时,为什么采用极低或高速切削时工件表面粗糙度低？为什么采用润滑性能好的切削液、刀具前角大、进给量和刀具主偏角小工件表面粗糙度低？为什么工件材料硬度高、脆性大的材料,在切削时粗糙度低？等等。怎么保证加工质量,值得深思。本文论述了在切削塑性材料过程中一种常见的物理、力学作用下,积屑瘤的生长条件,消失、防止措施,及对精加工表面粗糙度产生的影响。     

积屑瘤的形成过程

本文借助高频摄影机研究积屑瘤的形成过程。通过观察和分析高频摄影所得的切削过程连续照片后,提出积屑瘤的形成过程是由形成基础和长大两个阶段组成的。积屑瘤形成后有明确的边界。     

切削刃钝圆导致的鳞刺

本文借助高频摄影技术对切削刃钝圆导致的鳞刺作了研究。通过对高频摄影所得的照片进行观察分析,描述了切削刃钝圆导致的鳞刺形成过程,并对刃前区裂纹的产生和切削刃钝圆半径与鳞刺高度的关系作了讨论。结果表明,切削刃钝圆导致的鳞刺形成过程可划分为抹拭、导裂、层积和切顶四个阶段;被切金属和切削刃之间停止相对滑动是导致刃前区产生裂纹的主要原因之一;鳞刺高度随切削刃钝圆半径的增大而增大。     

积屑瘤的稳定性与显微裂纹

利用光学和电子显微镜对20钢在两种切削参数下,形成的积屑瘤的金相显微组织与结构进行了观察.结果表明:积屑瘤具有纤维状结构,积屑瘤中各部位的形变率不同;某些部位有碳的偏聚现象.其组织类似于珠光体结构;对积屑瘤的受力状态及其各部位的形变率的差异进行了讨论。大量裂纹的存在.削弱了积屑瘤的强度.是引起积屑瘤不稳定性的因素之一.     

基体组织和表面形态对碳钢磨损性能的影响

本文研究了基体组织与表面形态对碳钢磨损性能的影响。经退火,淬火,回火处理后的碳钢获得不同的组织结构,其磨损性能发生变化;对试样表面进行划痕处理与表面喷丸（铝颗粒）处理,研究表面状态对碳钢磨损性能的影响。实验结果表明：在所得到的基体组织中,马氏体组织是最耐磨的,珠光体次之,铁素体最不耐磨;表面划痕引起的表面粗糙度对耐磨性不利,粗糙度越大,磨损越严重;对碳钢进行表面喷丸处理,对提高其磨损性能却没有明显作用。     

切削层中的滑移线场与鳞刺形成的关系

本文用建它刀具前端切削层中滑移线场的方法,分析了刀具前角及刀～屑接触面上的摩擦条件对切削层中金属破坏线方向的影响;从而提出了形成鳞刺现象的基本力学条件。这一工作,从另一个角度上再次证明了周泽华提出的鳞刺现象是一种可以与积屑瘤无关的现象这一观点的正确性;也证明了在前角为零度的情况下,鳞刺的形成还取决于刀～屑接触面上具有足够大的摩擦力这一条件。工作进一步指出:鳞刺现象的实质是由于切削层金属在刀刃处的破坏线指向加工表面;也就是说:当切创层金属在刀刃前端的超前裂缝向加工表面内部发展时,就构成了鳞刺。对于不同前角及不同摩擦条件下建立的切削层中的滑移线场和超前裂缝方向与鳞刺高度的关系的理论分析,均提出了实验验证。最后,作者还根据理论分析,指出了刀～屑接触面上的单位压力伴随着切屑形成的过程逐渐变小,从而也逐渐改变刀～屑接触面上的摩擦条件这一可能性。     

不同表面活性剂对碳钢电极极化曲线的影响

通过碳钢电极在添加不同浓度十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或十二烷基硫酸钠(SDS)的2 mol/L碳酸铵溶液中的极化曲线的绘制,可看出表面活性剂的加入可提高碳钢电极的缓蚀效率;其最大电流密度均降低,稳定钝化区域相差不大,说明在一定浓度范围内能起到缓蚀作用。当加入0. 001 mol/L CTAB时缓蚀效率为47. 84%,添加0. 002 0 mol/L SDS时缓蚀效率为29. 01%,缓蚀效率提高的可能原因是表面活性剂的表面活性高,优先吸附在碳钢表面形成保护层。该实验可用于本科相关专业进行综合设计性实验,培养学生的创新实践能力。     

用上界限法分析四棱锥体压入塑性表面时的犁沟现象

用上界限模型分析了刚性的四棱锥体压入在塑性表面产生的利沟现象，犁沟现象的分析是磨料磨损问题研究的主要内容一。犁沟的几何参数，锥体的正压力，切向力和塑变表面的应变（率）的计算是本研究的重点，为了验证本模型的正确性，将划痕硬度的测量结果与本模型的估计结构进行了比较，结果呈现了良好的一致性。     

碳钢表面氧化物对硅酸盐界面缓蚀作用的影响

通过吸附实难、XRD等方法研究了模拟碳钢表面氧化物对硅酸盐在金属表面吸附过程的影响;用极化曲线法研究了硅酸盐在碳钢表面氧化物上的电化学行为;讨论了在Fe/FeOOH/硅酸钠溶液体系中,温度、pH、金属离子、硅酸盐稳定剂等因素对硅酸钠界面缓蚀作用的影响。